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向心加速度和向心力_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区

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向心加速度和向心力_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。向心加速度和向心力


6 向心加速度 讨论 一、感知加速度的方向 地球受到什么力的作用? 这个力可能沿什么方向? 应该受到指向太阳的引力作用 讨论 一、感知加速度的方向 小球受到几个力的作用? 这几个力的合力沿什么 方向? 小球受力分析: 小球受力分析: FN O O F G FN与G相抵消,所以合力为F 小球受力分析: 小球受力分析: V F O O F F V V 结论:做匀速圆运动的小球, 结论:做匀速圆运动的小球, 方向与速度V 方向与速度V垂直 合外力指向圆心, 合外力指向圆心, 卫星绕地球运行 V F F V V F 结论:做匀速圆运动的卫星, 结论:做匀速圆运动的卫星,合 外力方向指向圆心(地心),与速 外力方向指向圆心(地心),与速 指向圆心 ), 度V垂直 结论 做匀速圆周运动的物体加速度指向 做匀速圆周运动的物体加速度指向 圆心.这个加速度称为向心加速度 向心加速度. 圆心 向心加速度 一、匀速圆周运动的加速度 1、加速度的方向 设质点做半径为r的匀速圆周运动,经过 从 运动到 运动到B 设质点做半径为 的匀速圆周运动,经过?t从A运动到 的匀速圆周运动 VB ?v VA VA B A O VB ?v VA B A ?v O 结论:匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心-结论:匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心 指向圆心 ------向心加速度。 向心加速度。 向心加速度 一、匀速圆周运动的加速度 2、向心加速度的大小 三角形OAB和由 A、vB、?v组成的矢量三角形相似 和由v 三角形 和由 组成的矢量三角形相似 ?v VB VA B A v ?v ?v = = r AB v?t ?v v 2 ∴a = = ?t r 又v = rω (1) ( 2) r O ∴ a = rω 2 2 2πr ∴ a = 4π r 又v = 2 T T (3) 小结: 小结:匀速圆周运动的加速度 1、方向指向圆心 方向指向圆心 2、大小 ?v v2 a = = ?t r a = rω 2 3、意义:反映速度方向改变快慢的物理量 、意义:反映速度方向改变快慢的物理量 速度方向改变快慢 练习 下列关于向心加速度的说法中,正确的是 ( A ) A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不变 C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的 D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断 变化 练习 如图6.6—10所示,长度为L=0.5m的轻杆,一 端固定质量为M=1kg的小球A(小球的半径不计), 另一端固定在一转动轴O上.小球绕轴在水平面上 匀速转动的过程中,每隔0.1s杆转过的角度为 30°.试求:小球运动的向心加速度. 14 m/S2 的球用长为L的细绳悬于天花板的 例1、质量为 的球用长为 的细绳悬于天花板的 点,并使 、质量为m的球用长为 的细绳悬于天花板的O点 之在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直线成θ角 之在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直线成 角,则以下 正确的是( 正确的是 B C D ) A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 摆球受重力、 摆球受重力 B.摆球只受重力、拉力的作用 摆球只受重力、 摆球只受重力 C.摆球做匀速圆周运动的向心力为 mgtgθ 摆球做匀速圆周运动的向心力为 L cos θ D.摆球做匀速圆周运动的周期为 2π 摆球做匀速圆周运动的周期为 g θ 一、向心力 1、定义: 定义: 匀速圆周运动的物体受到的合外力指 做匀速圆周运动的物体受到的合外力指 向圆心,这个力叫做向心力 向心力。 向圆心,这个力叫做向心力。 2、方向:总指向圆心,与速度垂直,方向 方向:总指向圆心,与速度垂直, 不断变化。 不断变化。 二、向心力的大小 2 v F = m n = m = m ω2 a r n r 只改变速度的方向,不改变速度的大小。 只改变速度的方向,不改变速度的大小。 实验: 实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 想一想 小球受到哪些力的作用? 小球受到哪些力的作用? 向心力由什么力提供? 向心力由什么力提供? θ F 结论: 结论: 向心力由拉力F和重力 的 向心力由拉力 和重力G的 和重力 合力提供 G F合 O r 实 验: 用 圆 锥 摆 粗 略 验 证 向 心 力 的 表 达 式 1、实验的基本原理? 从运动的角度求得Fn ; 从受力的角度求得F合 ; 将Fn 和F合 进行比较 2、实验需要的器材? 钢球、细线、画有同心圆的 白纸、天平、秒表、直尺 G θ O l FT r 小球所需 向心力 2 v Fn=m r h F合 O' F合=mg tanθ 3、实验需要测量的数据有哪些?如何测量? m、?r?v?θ? m r、转n圈数所用时间t、h 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的 来源? 来源? 小球受力分析: 小球受力分析: FN O O F G 向心力由小球受到的桌面支持力F 小球的重力G 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子 的拉力的合力提供 合力提供。 的拉力的合力提供。 F 向= F 合= F 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 物体相对转盘静止, 物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动 ω FN 小球向心力的来源? 小球向心力的来源? 由小球受到的重力、支持力、 由小球受到的重力、支持力、 静摩擦力三个力的合力提供 合力提供。 静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力F 即圆盘对木块的静摩擦力Ff O Ff G F 向= F 合= F f F 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 讨论:物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力?物块向 讨论:物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力? 心力的来源? 心力的来源? ω FN Ff G 物块做匀速圆周运动时,合力提供向心力, 物块做匀速圆周运动时,合力提供向心力,即桶对物块的支 持力。 持力。 ? 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 N r m F合O θ ω mg 竖直方向:N 竖直方向 cosθ=mg = 水平方向:F合 水平方向 合=mω2r θ N O R θ m mg F合 O' ω 竖直方向: 竖直方向:N cosθ=mg = 水平方向: 合 水平方向:F合=mω2 R sinθ F合=mg tanθ 总结: 总结: ⑴向心力是根据效果命名的力,并不是一种 向心力是根据效果命名的力, 效果命名的力 新的性质的力。 向心力的来源 可以是重力、弹力、 来源: ⑵向心力的来源:可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质的力,也可以是几个力的合力 合力, 力等各种性质的力,也可以是几个力的合力, 还可以是某个力的分力 分力。 还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时, 物体做匀速圆周运动时,由合力提供向心 力。 向心力不是物体真实受到的一个力, 向心力不是物体真实受到的一个力,不能说 物体受到向心力的作用 ,只能说某个力或某 几个力提供了向心力。 几个力提供了向心力。

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小木易

贡献于2012-03-26

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